CAT1基因在尼罗罗非鱼肌肉和肝的节律性表达研究

为了探究碱性氨基酸转运载体(CAT1)基因在尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)饥饿0、7 d肌肉和肝的昼夜表达规律,实验分别在尼罗罗非鱼饥饿0,7 d 06:00、09:00、12:00、15:00、18:00、21:00和24:00、第2天03:00、06:00,分别对应区时(Zone time, ZT) ZT0、ZT3、ZT6、ZT9、ZT12、ZT15、ZT18、ZT21、ZT24采样,采样在一昼夜内完成。每组随机取3尾鱼进行解剖,取其肌肉和肝样品分析。结果表明:CAT1基因在正常投喂的尼罗罗非鱼肌肉表达具有显著性时间差异(p0.05),呈现昼低夜高的节律性振荡(p0.3),达到峰值的时间为ZT 0.72。饥饿7 d后,虽然在各时间点上CAT1基因表达有显著性差异(p0.05),但无昼夜节律性(p0.3);CAT1基因表达为在光周期先升后降,在暗周期先降后升,峰值相位在光照阶段,为ZT 7.44。在尼罗罗非鱼肝中,CAT1基因在正常投喂时表达具有显著性时间差异(p.05),呈现节律性振荡(p0.3),CAT1基因表达为在光周期先降后升,在暗周期则先升后降,峰值相位在黑暗阶段,达到峰值的时间为ZT 16.56。饥饿7 d后,在各时间点上CAT1基因表达无显著性时间差异(p0.05),且表达无昼夜节律性(p0.3);CAT1基因表达为在光周期先降后升,在暗周期则先升后降,峰值相位在黑暗阶段,为ZT 21.60。以上结果说明CAT1基因在尼罗罗非鱼肌肉和肝表达的昼夜节律不同。     

人外周血淋巴细胞核心钟基因Clock和Bmal1的昼夜节律性表达

探讨自然光制下正常成年人外周血淋巴细胞钟基因Clock和Bmal1的昼夜节律性表达。用实时定量RT-PCR方法,测定不同昼夜时点(ZT)受试者外周血淋巴细胞总RNA中核心钟基因Clock和Bmal1的mRNA表达量,通过余弦法和Clock Lab软件获取节律参数,并经振幅检验分析是否存在昼夜节律。结果发现正常成年人外周血淋巴细胞钟基因Clock和Bmal1的mRNA表达呈昼夜节律性振荡(P0.05),Clock的峰时和谷时分别位于ZT13和ZT1,Bmal1的峰时和谷时分别位于ZT12和ZT24;两个基因在所检测的各个昼夜时点中表达水平均有明显差异(P0.05),Bmal1的表达水平较Clock降低;二者表达的峰值相位、振幅、峰时和谷时相一致(P0.05),但Bmal1转录的中值水平以及峰时mRNA水平和谷时mRNA水平降低(P0.05)。提示正常成年人外周血淋巴细胞钟基因Clock和Bmal1的表达存在同步化的昼夜节律性转录特征。     

5种光周期对锦鲤生长、能量收支及生物钟基因表达的影响

研究不同光照周期(长光照18L﹕6D、短光照8L﹕16D、连续光照24L﹕0D、连续黑暗0L﹕24D和对照组12L﹕12D)条件对锦鲤(Cyprinus carpio)生长、能量收支及生物钟基因相对表达量的影响, 实验周期为90d。结果表明, 在整个试验周期, 各光周期处理组成活率无显著变化(P＞0.05), 24L组和18L﹕6D组饲料系数显著低于12L﹕12D组、8L﹕16D组和24D组(P＜0.05)。终末体重、特定生长率在实验前30d内受光照影响不大(P＞0.05), 而实验30d后出现显著变化, 延长光周期尤其是连续光照会显著增加终末体重和特定生长率(P＜0.05); 对比连续黑暗0L﹕24D组, 其他光周期处理组锦鲤摄食能分配在代谢和生长的比例显著增加(P＜0.05); 4个生物钟相关Clock、Per2、Cry1和Bmal1基因相对表达水平无明显规律。综上所述, 延长光照时间, 尤其是连续光照有利于锦鲤幼鱼的生长和发育。     

生物钟基因与肾脏功能和疾病

哺乳动物昼夜节律的产生与生物钟基因的周期性表达密切相关.Bmall、Clock、Per和Cry是研究最为广泛的核心生物钟基因.肾脏在维持机体体液平衡和血压稳态方面发挥重要作用,其多数生理功能均呈现出一定的昼夜节律性,如动脉血压的调节、肾血流量的维持、肾小球滤过率的调控,以及水的重吸收和钠的排泄等都会随昼夜变化而产生节律...     

大鼠松果体Clock基因和芳烷脘N-乙酰基转移酶基因的昼夜节律性表达及光照影响

探讨12h光照、12h黑暗交替(12h-light：12h-dark cycle,LD)及持续黑暗(constant darkness,DD)光制下松果体Clock基因和芳烷脘N-乙酰基转移酶基因(arylalkylamine N-acetyltransferase gene,NAT)是否存在昼夜节律性表达及其光反应变化。Sprague-Dawley大鼠在LD和DD光制下分别被饲养4周(n=36)和8周(n=36)后,在一昼夜内每隔4h采集一组松果体组织(n=6),提取总RNA,用竞争性定量RT-PCR测定不同昼夜时点样品中Clock及NAT基因的mRNA相对表达量,通过余弦法和ClockLab软件获取节律参数,并经振幅检验是否存在昼夜节律。结果如下：(1)在DD或LD光制下,松果体Clock和NAT基因mRNA的表达均呈现夜高昼低的节律性振荡(P＜0．05)。(2)与DD光制下比较,LD光制下松果体Clock和NAT基因的表达振幅及峰值相的mRNA水平均降低(P＜0．05)。(3)在DD或LD光制下,Clock和NAT基因之间显示相似的节律性表达(P＞0．05)。结果表明,Clock和NAT基因在松果体中存在同步的内源性昼夜节律表达,光照作用可使其表达下调。     

Clock蛋白在甘肃鼢鼠的表达

本研究旨在探讨甘肃鼢鼠的光周期调节机制,利用免疫荧光技术观察了甘肃鼢鼠眼和脑内生物钟基因Clock蛋白的阳性表达颗粒。结果显示:甘肃鼢鼠视网膜上Clock蛋白阳表达颗粒主要在细胞膜、细胞质、神经节细胞及其树突所形成的网状结构上,在视网膜的网层、内核层、外网层、外核层及视杆视锥层均有Clock蛋白阳性表达颗粒,且网层Clock蛋白的阳性表达颗粒较核层多。视交叉上核(SCN)有Clock蛋白阳性表达颗粒。Clock蛋白在甘肃鼢鼠的表达,为其调节机体昼夜节律提供分子学基础。     

大鼠视交叉上核与松果体中Clock基因转录的昼夜节律性及不同光反应性

本研究旨在观察和比较视交叉上核（suprachiasmatic nucleus,SCN）与松果体（pineal gland,pG）中Clock基因内源性昼夜转录变化规律以及光照对其的影响。Sprague-Dawley大鼠在持续黑暗（constant darkness,DD）和12h光照：12h黑暗交替（12hourlight：12hour-darkcycle,LD）光制下分别被饲养8周（n=36）和4周n=36）后,在一昼夜内每隔4h采集一组SCN和PG组织（n=6）,提取总RNA,用竞争性定量RT-PCR测定不同昼夜时点（circadian times．CT or zeitgeber times．ZT）各样品中Clock基因的mRNA相对表达量,通过余弦法和ClockLab软件获取节律参数,并经振幅检验是否存在昼夜节律性转录变化。结果如下：（1）SCN中Clock基因mRNA的转录在DD光制下呈现昼低夜高节律性振荡变化（P〈0．05）,PG中Clock基因的转录也显示相似的内源性节律外观,即峰值出现于主观夜晚（SCN为CTl5,PG为CT18）,谷值位于主观白天（SCN为CT3,PG为CT6）（P〉0．05）。（2）LD光制下SCN中Clock基因的转录也具有昼夜节律性振荡（P〈0．05）,但与其DD光制下节律外观相比,呈现反时相节律变化（P〈0．05）,且其表达的振幅及峰值的mRNA水平均增加（P〈0．05）,而PG中Clock基因在LD光制下转录的相应节律参数变化却恰恰相反（P〈0．05）。（3）在LD光制下,光照使PG中Clock基因转录的节律外观反时相于SCN（P〈0．05）,即在SCN和PG的峰值分别出现于光照期ZT10和黑暗期ZT17,谷值分别位于黑暗期ZT22和光照期ZT5。结果表明,Clock基因的昼夜转录在SCN和PG中存在同步的内源性节律本质,而光导引在这两个中枢核团调节Clock基因昼夜节律性转录方面有着不同的作用。     

时钟节律与细胞周期

昼夜节律和细胞周期是生命有机体中两种主要的节律性、周期性的活动,参与机体代谢与生理节律．在分子水平上,它们的周期性活动是由一种周期性振荡的网络构成的,这种网络由一系列节律性表达的蛋白所形成．研究发现,多种节律因子通过调节周期蛋白的表达影响细胞周期进程,如G ₁-S期,REV-ERBa抑制p21促进细胞进程,RORα激活p21抑制细胞进程,DEC1抑制cyclinD1,CLOCK/BMAL1负调控c-Myc;G ₂-M期,BMAL1/CLOCK、BMAL1/NPAS2或Cry1作用于Wee1抑制或激活G_2-M期进程．此外,昼夜节律钟蛋白也参与了DNA损伤修复及细胞死亡的过程：Per1、Tim分别作用于ATM、ATR,因而促进细胞周期停滞,p53缺失的细胞中敲除Cry促进细胞凋亡过程,抑制了肿瘤的形成,DEC1以p53依赖的方式促细胞衰老等．同时,节律因子的紊乱引起多种疾病的产生．因此,阐明昼夜节律对细胞周期及死亡的影响,将为肿瘤的治疗提供分子理论基础．     

松果体昼夜节律生物钟分子机制的研究进展

在各种非哺乳类脊椎动物中 ,松果体起着中枢昼夜节律振荡器的作用。近来 ,在鸟类松果体中相继发现了几种钟基因 ,如Per、Cry、Clock和Bmal等 ,其表达的时间变化规律与哺乳类视交叉上核 (SCN)的非常相似。钟的振荡由其自身调控反馈环路的转录和翻译组成 ,鸟类松果体和哺乳类SCN似乎具有共同的钟振荡基本分子构架 ;若干钟基因产物作为正向或负向调节子影响钟的振荡 ;昼夜性的控时机制同时也需要翻译后事件的参与。这些过程对钟振荡器的稳定性和 /或钟导引的光输入通路有着重要的调控作用     

Circadian rhythm gene expression and daily melatonin levels vary in athletes and sedentary males

The circadian rhythm is a 24-h cycle in which cells control metabolic and physiological processes throughout the day. In this study, we compared the expression patterns of major circadian rhythm-related genes: from blood of Bmal1, Ror-α, Cry1, Per2, Per1, and Nr1d1. In addition, changes in patterns of melatonin levels were observed in 16 subjects, eight males rugby players and eight males who did not exercise regularly. Blood was collected at 6:00, 10:00, 18:00, and 22:00. Bmal1, Ror-α, Cry1, Per2 (p < 0.001), Per1 (p < 0.01), and Nr1d1 (p < 0.05) genes related to circadian rhythm was higher in rugby players than in sedentary males. However, melatonin levels were higher in sedentary males than in rugby players (p < 0.05). These results indicate that long-term exercise in athletes can increase the expression of genes related to circadian rhythm and these may have an effect on daily melatonin levels as well.